CN104425399A - 半导体模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够在不使用用于承受端子的折弯的应力的折弯夹具的条件下进行制造，并且半导体模块的树脂部分不易产生裂纹的半导体模块。一种半导体模块(100)，其具备：收纳半导体芯片(11)的树脂制的壳体(1)；一端与半导体芯片(11)电连接、且另一端在从壳体向外部突出的状态下被折弯的端子(2)；嵌设于壳体(1)的开口部的树脂制的盖体(3)，其中，盖体(3)的端部的一部分的区域具备壁厚部(3a)，所述壁厚部(3a)形成为与端子(2)抵接，且与盖体(3)的端部的其他区域相比树脂的厚度较厚。

Description

半导体模块
技术领域
本发明涉及能够防止端子的折弯部附近的树脂的破损的半导体模块。
背景技术
作为涉及能够防止端子的折弯部附近的树脂破损的半导体模块的文献，已知有以下的专利文献1的结构。
专利文献1公开了在由合成树脂制成的基体部，嵌件形成或压入由导电性金属材料制成的电连接导体部的一部分而成的成形体。该成形体在基体部具备使电连接导体部在一侧壁面露出的折弯夹具用的夹具插入槽。如此构成成形体后，为了将电连接导体部向所希望的方向折弯，向夹具插入槽插入与电连接导体部的折弯位置相符合的折弯夹具，进行电连接导体部的折弯。专利文献1记载了折弯夹具是对基体部具有足够刚性的材料，从而折弯电连接导体部时，即使在折弯夹具产生折弯引起的应力，折弯夹具和/或基体部也不会产生裂纹。专利文献1还记载了折弯夹具在折弯电连接导体部后从夹具插入槽拔出，可反复应用于后续的成形体的电连接导体部的折弯。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11－345669号公报
发明内容
专利文献1存在要费工夫装卸折弯夹具，因而制造速度降低，制造成本增高的问题。另外，如专利文献1的以往技术中记载那样，若沿树脂的角弯曲端子，则存在其树脂部分产生裂纹的情况，所以有制造成本增加的问题。
为了解决上述的课题，本发明的目的在于提供一种能够在不使用用于承受端子的折弯应力的折弯夹具的条件下进行制造，并且在半导体模块的树脂部分不易产生裂纹的半导体模块。
为了解决上述课题，本发明的第1实施例是一种半导体模块，其特征在于，具备：收纳半导体芯片的树脂制的壳体；一端与上述半导体芯片电连接，且另一端在从上述壳体向外部突出的状态下被折弯的端子；嵌设于上述壳体的开口部的树脂制的盖体，上述盖体的端部的一部分区域具备壁厚部，所述壁厚部形成为与上述端子抵接，且与上述盖体的端部的其他的区域相比树脂的厚度较厚。根据这样的构成，能够以壁厚部的角为支点折弯端子，所以能够避免端子被折弯时过多的应力集中在壳体，从而能够防止壳体的破损。而且，盖体嵌入安装于壳体的开口部，所以以盖体的壁厚部的角为支点弯曲端子时能够防止盖体偏移。因此，能够使端子弯曲的位置稳定化。因此，不使用其他的夹具，就能够弯曲端子，所以与插入夹具以夹具为支点弯曲端子的情况相比作业简便。因此，能够防止半导体模块的制造速度降低，能够减少制造成本。在端子折弯时，已经在壳体内部具备半导体。例如，即使盖体破损，仅交换低廉的盖体部分即可，所以与在壳体内部具备高价的半导体，并且弯曲端子时设为支点的部分与壳体一体形成的情况相比，能够减少损耗成本。半导体芯片可以介由焊线与端子电连接，也可以直接连接半导体芯片和端子。
另外，作为上述半导体模块的实施例中的一个，其特征在于，上述端子的一部分埋设于上述壳体的壁中，所述端子的与上述盖体的上述壁厚部相接的区域的相反侧的区域被上述壳体的壁覆盖。根据这样的构成，端子被折弯时端子不会从壳体侧面露出，所以能够确保壳体横向的绝缘性。
并且，作为上述半导体模块的实施例中的一个，其特征在于，上述盖体的上述壁厚部的横向宽度比上述端子的横向宽度宽。根据这样的构成，由于壁厚部支持端子弯曲时的应力，所以能够沿壁厚部的角可靠地弯曲端子。
另外，作为上述半导体模块的实施例中的一个，其特征在于，上述端子在上述端子的上述另一端附近具备贯通孔，并且上述端子在使上述贯通孔从上述壳体向外部露出的状态下被折弯，上述盖体具备在与上述贯通孔对置的部位固定在上述盖体的与所述盖体的上述端部分开的表面的螺母。根据这样的构成，能够使螺栓贯通于环形端子再通过上述端子的贯通孔与上述螺母进行螺纹连接。由此，能够稳固地将环形端子和上述端子螺纹连接。由于螺母被固定在盖体上，所以即使螺栓旋转，螺母也不运动，所以仅旋转螺栓就能够将环形端子固定于上述端子。螺母可以埋设于盖体的表面而固定。
另外，作为上述半导体模块的实施例中的一个，其特征在于，具备使上述壳体与上述盖体卡合的卡合部。根据这样的构成，用卡合部固定壳体和盖体，所以能够在弯曲端子时防止盖体偏移。
另外，作为上述半导体模块的实施例中的一个，其特征在于，上述端子的被折弯的部分的横向宽度比端子的其他部分的宽度短。根据这样的构成，折弯端子时的应力集中在端子的宽度狭窄的部分，所以能够易于在该部位弯曲端子。
另外，作为上述半导体模块的实施例中的一个，其特征在于，上述端子的被折弯的部分的厚度比端子的其他部分的厚度薄。根据这样的构成，折弯端子时的应力集中在端子的厚度较薄的部分，所以能够易于在该部位弯曲端子。
另外，作为上述半导体模块的实施例中的一个，其特征在于，上述贯通孔的宽度比上述螺母的螺纹孔的直径大，并且与上述贯通孔的横向宽度方向的宽度相比上述贯通孔的长边方向的长度长。根据这样的构成，即使端子的弯曲位置在端子的长边方向偏移，螺母的螺纹孔也能够停留在贯通孔的范围内。
另外，作为上述半导体模块的实施例中的一个，其特征在于，具备与上述半导体芯片的不同的部位电连接的多个上述端子，上述各端子的弯曲方向相同。根据这样的构成，即使在弯曲第2个之后的端子时盖体产生破损，与上述端子的弯曲方向不同的情况相比，能够容易取出盖体而进行交换。特别是，使用使各盖体一体化而成型的盖体的情况下，端子的弯曲方向不同时如果没有将全部的端子完全恢复到初始的状态则无法取下盖体。然而，端子的弯曲方向相同的情况下，能够稍微抬起各端子直到可取出盖体的程度之后取出盖体。并且，能够一次性弯曲多个端子，从而能够提高生产率。
另外，作为具备螺母的上述半导体模块的实施例中的一个，上述盖体在上述螺母下方具备容纳上述螺母的螺母容纳部，在上述螺母的螺纹孔下方设置宽度比螺纹孔的直径宽的空间。根据这样的构成，即使在螺栓的长度比螺母的螺纹孔的深度还长的情况下，也能够将螺栓螺纹固定，所以能够缓和螺栓的长度的制约。
根据本发明，可以提供一种能够在不使用用于承受端子的折弯应力的折弯夹具的条件下进行制造，并且在半导体模块的树脂部分不易产生裂纹的半导体模块。
附图说明
图1是本发明的第1实施例的半导体模块的端子折弯前的图3中的A－A剖面的剖视图。
图2是本发明的第1实施例的半导体模块的俯视图。
图3是本发明的第1实施例的半导体模块的侧面图。
图4是本发明的第1实施例的半导体模块的端子折弯后的图6中的B－B剖面的剖视图。
图5是本发明的第1实施例的半导体模块的端子折弯后的俯视图。
图6是本发明的第1实施例的半导体模块的端子折弯后的侧面图。
图7是本发明的第2实施例的半导体模块的端子折弯后的俯视图。
图8是本发明的第3实施例的半导体模块的端子折弯后的俯视图。
符号说明
1   壳体
1a  第1卡合部
2   端子
2a  贯通孔
2b  薄壁部
2c  切口部
3、13  盖体
3a、13a  壁厚部
3b、13b  第2卡合部
4   螺母
4a  螺纹孔
5   螺母容纳部
6   空间
7   绝缘基板
8   导电电路层
9   金属层
10  金属板
11  半导体芯片
12  有机硅凝胶
100、200、300  半导体模块
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的半导体模块的实施方式进行说明。对于相同的构成要素标记相同的符号，省略重复的说明。应予说明，本发明并不限定于下述的实施方式，可以在不变更其主旨的范围内适当地变形而实施。
(实施例1)
对本发明的第1实施例进行说明。图1是本发明的第1实施例的半导体模块的端子折弯前的A－A剖面的剖视图。图2是本发明的第1实施例的半导体模块的俯视图。图3是本发明的第1实施例的半导体模块的侧面图。图4是本发明的第1实施例的半导体模块的端子折弯后的图6的B－B剖面的剖视图。图5是本发明的第1实施例的半导体模块的端子折弯后的俯视图。图6是本发明的第1实施例的半导体模块的端子折弯后的侧面图。
本发明的第1实施例的半导体模块100具备壳体1、端子2、盖体3、螺母4、绝缘基板7、导电电路层8、金属层9、金属板10、半导体芯片11、有机硅凝胶12(参照图1)。
壳体1是收纳半导体芯片11的树脂制的壳体1，在侧壁埋设有端子2的一部分。在被埋设的端子2的相反的一侧，在与盖体3的端部相接的部分存在有第1卡合部1a(参照图2)。壳体1是上表面和下表面敞口的形状。上表面被盖体3覆盖，下表面被金属板10覆盖。
就端子2而言，一端与半导体芯片11电连接，另一端在从壳体1向外部突出的状态下被折弯(参照图4)。端子2的一部分被埋设于壳体1的壁中，端子2的与盖体3的壁厚部3a相接的区域的相反侧的区域被壳体3的壁覆盖。在从壳体1突出的端子2的部分，设置有贯通孔2a。贯通孔2a的宽度比螺母4的螺纹孔4a的直径大，并且，与端子2的横向宽度方向的宽度相比端子2的长边方向的长度长。
在从壳体1突出的端子2的根部的附近，设置有薄壁部2b和切口部2c。虽然优选设置薄壁部2b和切口部2c这两者，也可以仅设置其中任一个。薄壁部2b可以设置于端子的一个面，也可以设置于两个面。如图1所示，薄壁部2b更优选设置于端子2被弯曲的一侧的面。端子2的被折弯的部分的厚度比端子的其他部分的厚度薄，所以端子2被折弯时，由于应力集中在薄壁部2b，所以端子2在薄壁部2b被折弯。
切口部2c设置于端子的两侧。端子2的被折弯的部分的横向宽度比端子2的其他的宽度短(参照图3)。端子2被折弯时，由于应力集中在切口部2c，所以端子2在切口部2c间被折弯。
盖体3由树脂制得，安装于壳体1的上表面的开口部。盖体3的端部的一部分的区域变成壁厚部3a，所述壁厚部3a形成为与端子2抵接，与盖体3的端部的其他的区域相比树脂的厚度较厚(参照图1、图4)。盖体3的壁厚部3a的横向宽度D形成为比端子2的横向宽度C宽(参照图6)。并且，盖体3具备在与贯通孔2a对置的部位固定在盖体3的与盖体3的端部分开的表面的螺母4。在螺母4的中心，敞开有螺纹孔4a。盖体3在螺母4下方具备容纳螺母4的螺母容纳部5，在螺母4的螺纹孔4a下，设置宽度比螺纹孔4a的直径宽的空间6。
第2卡合部3b设置于与壁厚部3a相反的一侧的盖体3的端部。第2卡合部3b与第1卡合部1a配合，使盖体3固定在壳体1上。即，壳体1的侧面被与第1卡合部1a对置的盖体3的部分和第2卡合部3b夹住而固定。
在第2卡合部3b的下方的壳体1的侧面，设置有凹陷。取下盖体3时，向该凹陷插入器具卸去第2卡合部3b的卡合，取下盖体3。
就空间6而言，使未图示的螺栓贯通于未图示的环形端子再通过端子2的贯通孔2a与螺母4螺纹连接时，螺栓的螺纹部分的长度比螺母4的长度长的情况下设置成盖体3与螺栓不相互干扰。
在绝缘基板7的上表面，配置有导电电路层8，在绝缘基板7的下表面，配置有金属层9。绝缘基板7例如由氧化铝和/或氮化铝等陶瓷材料形成。导电电路层8和金属层9例如由铜和/或铝形成。半导体芯片11被焊接在导电电路层8上。金属层9与金属板10焊接在一起。金属板10例如由铝形成。金属层9、金属板10是将半导体芯片11发出的热释放到外部的部件。
有机硅凝胶12以绝缘基板7、导电电路层8、金属层9、金属板10的上表面、半导体芯片11、以及端子2的一部分被覆盖的方式填充到壳体1的内部。通过用有机硅凝胶12覆盖这些部件，各部件的氧化被抑制，能够延长半导体模块100的寿命。
虽然未图示，但本发明的半导体模块的实施例除了可以具备上述端子2以外，还可以具备从壳体1直接向外部引出的第2端子。本发明的半导体模块的实施例进一步具备控制上述半导体芯片11的第2半导体芯片，可以通过来自上述第2端子的控制信号控制半导体芯片11。
(实施例2)
对本发明的第2实施例进行说明。图7是本发明的第2实施例的半导体模块的端子折弯后的俯视图。该半导体模块200是多个实施例1的半导体模块在横向并列配置而成。而且，特别是特征在于，该半导体模块200具备与半导体芯片11的不同的部位电连接的多个端子2，各端子2的弯曲方向相同。更具体而言，例如，作为半导体芯片11，使用绝缘栅双极型晶体管(IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistor)，具备分别与一个半导体芯片11的栅极、发射极和集电极连接的各端子2。除此之外的构成与实施例1的结构相同，所以省略详细的说明。
盖体3分别设置于各自的端子2上，所以存在能够仅交换有必要交换的盖体3的优点。由于端子2的弯曲方向相同，所以能够将各端子2一次性弯曲，能够使弯曲端子2的装置的结构简单化。
(实施例3)
对本发明的第3实施例进行说明。图8是本发明的第3实施例的半导体模块的端子折弯后的俯视图。就该半导体模块300而言，使实施例2的盖体3一体化地形成盖体13，与其对应地以壳体1嵌合盖体13的方式形成，除此之外，与实施例2的半导体模块200相同。除此以外的构成与实施例2的结构相同。第2卡合部13b设置于与壁厚部3a相反的一侧的盖体3的端部。第2卡合部13b与第1卡合部1a配合，使盖体13固定在壳体1上。即，壳体1的侧面被与第1卡合部1a对置的盖体13的部分和第2卡合部13b夹住而固定。由于盖体13对于各端子2是共用的盖体，所以具有可使组装时的盖体13的安装作业简单化的效果。
如上所述，根据本发明的实施例，能够提供一种在不使用承受端子的折弯应力的折弯夹具的条件下进行制造，且半导体模块的树脂部分不易产生裂纹的半导体模块。

Claims (10)

1.一种半导体模块，其特征在于，具备：
收纳半导体芯片的树脂制的壳体；
一端与所述半导体芯片电连接，且另一端在从所述壳体向外部突出的状态下被折弯的端子；
嵌设于所述壳体的开口部的树脂制的盖体，
所述盖体的端部的一部分区域具备壁厚部，所述壁厚部形成为与所述端子抵接，且与所述盖体的端部的其他的区域相比树脂的厚度较厚。
2.根据权利要求1所述的半导体模块，其特征在于，
所述端子的一部分被埋设于所述壳体的壁中，所述端子的与所述盖体的所述壁厚部相接的区域的相反侧的区域被所述壳体的壁覆盖。
3.根据权利要求1或2所述的半导体模块，其特征在于，
所述盖体的所述壁厚部的横向宽度比所述端子的横向宽度宽。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体模块，其特征在于，
所述端子在所述端子的所述另一端附近具备贯通孔，并且所述端子在使所述贯通孔从所述壳体向外部露出的状态下被折弯，
所述盖体具备在与所述贯通孔对置的部位固定在所述盖体的与所述盖体的所述端部分开的表面的螺母。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体模块，其特征在于，
具备使所述壳体与所述盖体卡合的卡合部。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体模块，其特征在于，
所述端子的被折弯的部分的横向宽度比端子的其他部分的宽度短。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的半导体模块，其特征在于，
所述端子的被折弯的部分的厚度比端子的其他部分的厚度薄。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的半导体模块，其特征在于，
所述贯通孔的宽度比所述螺母的螺纹孔的直径大，并且与所述端子的横向宽度方向的尺寸相比所述端子的长边方向的尺寸长。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的半导体模块，其特征在于，
具备与所述半导体芯片的不同的部位电连接的多个所述端子，所述各端子的弯曲方向相同。
10.根据权利要求4至9中任一项所述的半导体模块，其特征在于，
所述盖体在所述螺母下方具备容纳所述螺母的螺母容纳部，在所述螺母的螺纹孔下方设置宽度比螺纹孔的直径宽的空间。
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